Glikolisis atau glikolisis adalah jalur metabolisme di mana sel memecah molekul glukosa untuk energi. Jalur ini, digunakan oleh organisme aerobik dan anaerobik, merupakan jalur utama degradasi karbohidrat (gula). Ini adalah jalur yang sangat lestari (menyajikan enzim yang sama di semua organisme untuk melakukan fungsi yang sama), yang terjadi di sitoplasma . Performanya yang tinggi dan kecepatannya telah menjadikannya rute yang hampir eksklusif di mana otak kita memperoleh energi yang diperlukan untuk operasinya.
Skema glikolisis
Keseimbangan energi bersih adalah:
Heksosa + 2 NAD + + 2 ADP + 2 Pi -> 2 NADH + 2 piruvat + 2 ATP
Untuk setiap molekul heksosa (gula dengan rantai enam karbon, misalnya glukosa) yang memasuki siklus, 2 molekul NAD + (nikotinamida adenin dinukleotida bermuatan positif, yaitu, teroksidasi) digunakan, dua molekul ADP: Adenosin Difosfat dan dua molekul fosfat anorganik (PO-4).
Dua molekul NADH nicotinamide adenine
dinucleotide diperoleh dimana hidrogen telah dilampirkan dan oleh karena itu telah berubah dari teroksidasi menjadi tereduksi. Sel akan menggunakan daya pereduksi itu untuk mensintesis senyawa lain yang diperlukan untuk bertahan hidup. Demikian juga, ia juga memperoleh dua molekul ATP, Adenosin TriPosfat, yang akan digunakan sel sebagai tenaga energi (bahan bakar) untuk membuat mesin selulernya bekerja untuk bertahan hidup, bergerak, dll.
Pada akhir rute, heksosa telah dibagi menjadi dua molekul piruvat, senyawa organik penting untuk semua organisme, karena membentuk pintu masuk utama ke siklus Krebs (cara utama memperoleh energi dalam aerobiosis) dan ke jalur fermentasi ( cara memperoleh energi untuk organisme anaerob).
Glikolisis terdiri dari sembilan tahap berturut-turut, di mana produk salah satunya adalah substrat untuk reaksi berikut:
1) Enzim Hexokinase memfosforilasi glukosa (Glu) (salah satu sinyal paling umum untuk mengaktifkan atau menonaktifkan senyawa seluler secara metabolik) menjadi glukosa 6 fosfat (Glu 6-P) dengan mengambil gugus fosfat dari molekul ATP , yang menjadi ADP dan menggabungkan gugus fosfat menjadi karbon 6 glukosa.
2) Glu 6-P disusun ulang menjadi fruktosa 6 fosfat (Fru 6-P) oleh enzim fosfoglukosa isomerase .
3) Fru6-P memperoleh fosfat baru melalui fosfofruktokinase , dengan mengorbankan molekul ATP lain , menjadi frusktosa 1,6-bifosfat (Fru 1,6-biP).
4) Pada langkah ini, Fru 1,6-biP dipotong oleh enzim fruktosa-1,6-bifosfat aldolase , menghasilkan dua senyawa tiga karbon: dihidroksiaseton fosfat (D3P) dan gliseraldehida-3-fosfat (GA 3- P).
- Dalam tahap perantara, non-esensial, D3P diubah menjadi GA3P oleh enzim triosefosfat isomerase . Jadi, dari Glukosa dua GA3P diperoleh dari mana energi dan daya pereduksi akan diperoleh pada fase kedua glikolisis.
5) Masing-masing GA3Ps dalam langkah jalur ini dioksidasi menjadi 1,3-bisfosfogliserat (Gly-1,3biP) oleh enzim Gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase . Enzim menghilangkan H +, GA3P yang tergabung ke dalam molekul NAD +, yang menjadi NADH , memperoleh daya reduksi. Selain itu, enzim menambahkan gugus Pi, yang kali ini tidak berasal dari ATP apa pun.
6) Fosfogliserat kinase mengubah Gli1,3-biP menjadi 3-fosfogliserat (Gli3-P). Pada langkah ini, grup Pi dipulihkan yang masuk ke ADP, membentuk ATP baru .
Langkah 5 dan 6 digabungkan. Langkah 5 secara energetik tidak menguntungkan, tetapi disukai oleh langkah 6 yang sangat menguntungkan. Karena O2 (oksigen) tidak digunakan untuk memperoleh energi (ATP), jenis proses ini disebut fosforilasi pada tingkat substrat.
7) Gli3-P oleh isomerase fosfogliserat mutase dimodifikasi menjadi gliserat 2-fosfat (Gli2-P).
8) Enzim enolase mengubah Gli2-P menjadi phosphoenolpyruvate (PEP) melepaskan molekul air .
PEP adalah molekul yang sangat penting secara metabolik karena merupakan titik konvergen dari jalur katalitik dan anabolik.
9) Akhirnya, piruvat kinase mengubah PEP menjadi Piruvat (Pir), molekul tiga karbon, yang akan memasuki siklus Krebs dalam respirasi mitokondria, penting untuk organisme aerobik. Pada langkah ini, PEP didefosforilasi dan molekul ATP kedua diperoleh .
Karena langkah 5 sampai 9 dilakukan dua kali untuk setiap glukosa, 4 ATP diperoleh, tetapi kehilangan 2 ATP pada langkah pertama menyumbang kontribusi energi bersih hanya 2 ATP.
Glikolisis sangat diatur oleh substrat, diaktifkan dengan konsentrasi glukosa yang tinggi dan tidak aktif dengan meningkatnya konsentrasi produk setiap enzim. Pada tingkat hormonal, insulin yang diaktifkan oleh glukosa juga mengaktifkan glikolisis.